МАГНИ́ТНЫЕ ИНТЕГРА́ЛЬНЫЕ СХЕ́МЫ

МАГНИ́ТНЫЕ ИНТЕГРА́ЛЬНЫЕ СХЕ́МЫ, класс ин­те­граль­ных схем (ИС), в ко­то­рых для об­ра­бот­ки и/или хра­не­ния ин­фор­ма­ции ис­поль­зу­ют­ся маг­нит­ные ма­те­риа­лы. Наи­бо­лее из­вест­ны М. и. с. на ос­но­ве плё­ноч­ных ма­те­риа­лов с ци­лин­д­ри­че­ски­ми маг­нит­ны­ми до­ме­на­ми (ЦМД) и маг­ни­то­оп­тич. ИС.

Фрагмент конструкции магнитной интегральной схемы на цилиндрических магнитных доменах: 1 – подложка; 2 – магнитная плёнка; 3 – изолирующий слой; 4 – цилиндрические магнитные до...

Маг­нит­ные ИС на ЦМД пред­на­зна­че­ны для соз­да­ния эле­мен­тов па­мя­ти ком­пью­те­ра. За­по­ми­наю­щей сре­дой в та­ких ИС слу­жат, как пра­ви­ло, мо­нокри­стал­лич. фер­ро­гра­на­то­вые плён­ки (тол­щи­ной 0,5–5 мкм), вы­ра­щи­вае­мые на не­маг­нит­ных мо­но­кри­стал­лич. под­лож­ках. Маг­нит­ная за­пись (или счи­ты­ва­ние) ин­фор­ма­ции осу­ще­ст­в­ля­ет­ся в про­цес­се за­ро­ж­де­ния ЦМД под дей­ст­ви­ем им­пуль­са маг­нит­но­го по­ля то­ко­про­во­дя­щей пет­лёй и про­дви­же­ния (цир­ку­ля­ции) ЦМД внут­ри плён­ки за счёт до­ме­но­про­дви­гаю­щих эле­мен­тов (в от­ли­чие от уст­ройств на маг­нит­ных лен­тах или дис­ках, где про­ис­хо­дит ме­ха­нич. пе­ре­ме­ще­ние но­си­те­ля за­пи­си). Для про­дви­же­ния ЦМД наи­бо­лее час­то ис­поль­зу­ют­ся т. н. до­ме­но­про­дви­гаю­щие струк­ту­ры, пред­став­ля­ю­щие со­бой ап­пли­ка­ции оп­ре­де­лён­ной фор­мы (напр., в ви­де ТI; см. рис.) из маг­ни­то­мяг­ко­го ма­те­риа­ла (обыч­но пер­мал­лоя). При на­маг­ни­чи­ва­нии ап­пли­ка­ций управ­ляю­щим маг­нит­ным по­лем, ори­ен­ти­ро­ван­ным в плос­ко­сти плён­ки, на их кра­ях воз­ни­ка­ют маг­нит­ные по­лю­сы и соз­да­ёт­ся маг­нит­ная ло­вуш­ка. При вра­ще­нии управ­ляю­ще­го маг­нит­но­го по­ля в плос­ко­сти плён­ки по­тен­ци­аль­ные ямы пе­ре­ме­ща­ют­ся вме­сте с ЦМД, а в уз­ком за­зо­ре ме­ж­ду ап­пли­ка­ция­ми ЦМД пе­ре­хо­дит на со­сед­нюю ап­пли­ка­цию и про­дол­жа­ет дви­же­ние по её пе­ри­мет­ру. За один пол­ный по­во­рот управ­ляю­ще­го по­ля в плос­ко­сти плён­ки про­ис­хо­дит пе­ре­ме­ще­ние ЦМД на один пе­ри­од до­ме­но­про­дви­гаю­щей струк­ту­ры. Так­то­вая час­то­та об­ра­ще­ния управ­ляю­ще­го по­ля оп­ре­де­ля­ет бы­ст­ро­дей­ст­вие М. и. с. и со­став­ля­ет неск. со­тен кГц. Макс. ско­рость про­дви­же­ния ЦМД в фер­ро­гра­на­то­вых плён­ках 10³ м/с; макс. плот­ность за­пи­си ин­фор­ма­ции 16–32·10⁶ бит/см². Все функ­цио­наль­ные эле­мен­ты, обес­пе­чи­ваю­щие ге­не­ра­цию, про­дви­же­ние, пе­ре­клю­че­ние и де­тек­ти­ро­ва­ние ЦМД, в та­ких М. и. с. не­раз­рыв­но свя­за­ны ме­жду со­бой кон­ст­рук­тив­но и тех­но­ло­ги­че­ски. Счи­ты­ва­ние ЦМД про­из­во­дит­ся тон­ко­п­лё­ноч­ным маг­ни­то­ре­зи­стив­ным де­тек­то­ром. Раз­ра­бо­та­ны ИС на ЦМД ём­ко­стью до 4000–16000 кбит, а так­же мо­ду­ли па­мя­ти на ЦМД, вклю­чаю­щие в се­бя смон­ти­ро­ван­ные в еди­ном кор­пу­се од­ну или неск. М. и. с., по­сто­ян­ный маг­нит и ка­туш­ку управ­ле­ния. В кон. 2000-х гг. та­кие М. и. с. не на­хо­дят ши­ро­ко­го при­ме­не­ния, т. к. зна­чи­тель­но ус­ту­па­ют уст­рой­ст­вам по­лу­про­вод­ни­ко­вой па­мя­ти по объ­ё­му, се­бе­стои­мо­сти и др. по­ка­за­те­лям.

Маг­ни­то­оп­ти­че­ские ИС пред­на­зна­че­ны для управ­ле­ния све­то­вы­ми по­то­ка­ми или их пре­об­ра­зо­ва­ния на ос­нове маг­ни­то­оп­тич. эф­фек­тов (Фа­ра­дея эф­фек­та, Кер­ра эф­фек­та). При про­пус­ка­нии све­то­во­го по­то­ка че­рез пла­сти­ну (плён­ку) маг­нит­но­го ма­те­риа­ла из­ме­ня­ют­ся по­ля­ри­за­ция и/или на­прав­ле­ние рас­про­стра­не­ния све­та. При­ме­ры ис­поль­зо­ва­ния маг­ни­то­оп­тич. ИС: мо­ду­ля­то­ры, ком­му­та­то­ры, де­флек­то­ры, маг­ни­то­оп­тич. управ­ляе­мые транс­па­ран­ты и др.